【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】針對(duì)多時(shí)間、多尺度遙感影像動(dòng)態(tài)變化檢測(cè)的難題，北京理工大學(xué)光電學(xué)院許廷發(fā)教授科研團(tuán)隊(duì)提出了多尺度變化感知Transformer的檢測(cè)方法取得突破性進(jìn)展。研究成果以 “Multi-scale Change-Aware Transformer for Remote Sensing Image Change Detection(MCAT)” 為題發(fā)表在國(guó)際計(jì)算機(jī)視覺(jué)頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議《Association for Computing Machinery Multimedia(ACM MM)》(CCF-A)。ACM MM由國(guó)際計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)(ACM)發(fā)起，是多媒體處理、分析與計(jì)算領(lǐng)域最具影響力的國(guó)際頂級(jí)會(huì)議。論文的第一作者為北京理工大學(xué)陳歡博士研究生，通訊作者為許廷發(fā)教授和李佳男副研究員。
 

　　為了捕捉遙感影像復(fù)雜場(chǎng)景的微弱變化信息，科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種單流架構(gòu)的多尺度變化感知變換器(Mining Area Change Detection，MACT)架構(gòu)，該架構(gòu)通過(guò)結(jié)合局部自注意力和跨時(shí)注意力機(jī)制，比較了不同時(shí)間點(diǎn)圖像間動(dòng)態(tài)變換，識(shí)別出變化區(qū)域特征；動(dòng)態(tài)調(diào)整不同階段窗口大小，精確捕捉多尺度微弱變化；構(gòu)建了多尺度變化增強(qiáng)聚合器(Multi-scale Change-Enhanced Aggregator，MCEA)，細(xì)化變化特征局部細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了不同層級(jí)高層語(yǔ)義信息融合，方法結(jié)構(gòu)如圖1所示。
 

圖1. MACT結(jié)構(gòu)圖
 

　　通過(guò)在不同數(shù)據(jù)集上驗(yàn)證結(jié)果分析，該方法實(shí)現(xiàn)了在不同階段多尺度特征融合，保持了檢測(cè)區(qū)域的內(nèi)部緊湊性和完整性。圖2展示了在不同數(shù)據(jù)集上的變化檢測(cè)結(jié)果。
 

圖2. 變化檢測(cè)結(jié)果圖
 

　　同時(shí)，針對(duì)遙感影像變化檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)缺乏，科研團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了礦區(qū)遙感影像變化檢測(cè)(MACD)數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)集首次覆蓋了遙感影像多尺度變化、不規(guī)則形狀和復(fù)雜邊界等特征，真實(shí)地反映了遙感影像變換場(chǎng)景，如圖3所示。
 

圖3. MACD與其他數(shù)據(jù)集對(duì)比圖
 

　　該研究成果解決了多時(shí)間、多尺度遙感影像動(dòng)態(tài)變化檢測(cè)和數(shù)據(jù)集缺乏的難題，為復(fù)雜場(chǎng)景遙感影像的微弱變化檢測(cè)和應(yīng)用提供了理論和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
 

　　附作者簡(jiǎn)介：
 

　　論文第一作者，陳歡， 2021級(jí)北京理工大學(xué)博士研究生。主要從事高光譜成像和處理等方面的研究。以第一作者發(fā)表在國(guó)際頂刊IEEE TCSVT論文1篇，頂會(huì)ACM MM論文1篇。
 

　　論文通訊作者：
 

　　李佳男，博士，北京理工大學(xué)光電學(xué)院預(yù)聘助理教授(特別副研究員)，新加坡國(guó)立大學(xué)博士后。主要從事光電成像目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別等方面的研究，主持國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目5項(xiàng)。以第一/共一作者發(fā)表IEEE TPAMI 4篇，IEEE TNNLS、CVPR等論文11篇，ESI高被引論文1篇；以通訊作者發(fā)表論文40余篇；谷歌學(xué)術(shù)總引4000余次。入選中國(guó)科協(xié)及北京市科協(xié)“青年人才托舉工程”項(xiàng)目，獲得中國(guó)圖象圖形學(xué)學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文，王大珩光學(xué)獎(jiǎng)等榮譽(yù)。指導(dǎo)學(xué)生獲得 ICCV 2021“反無(wú)人機(jī)跟蹤”挑戰(zhàn)賽國(guó)際冠軍及最佳論文獎(jiǎng)、第四屆“空天杯”創(chuàng)新創(chuàng)意大賽二等獎(jiǎng)、中國(guó)高等教育博覽會(huì)“校企合作 雙百計(jì)劃”典型案例等。研究成果在國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施中得到重要應(yīng)用。
 

　　許廷發(fā)，博士，國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科“光學(xué)工程”學(xué)科責(zé)任教授，博士研究生導(dǎo)師。光電成像技術(shù)與系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心智能化和大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任。近年來(lái)帶領(lǐng)其科研團(tuán)隊(duì)圍繞光電成像探測(cè)與識(shí)別、計(jì)算成像和人工智能等領(lǐng)域不斷深化研究。主持承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金委重大科研儀器研制項(xiàng)目等50多項(xiàng)。在國(guó)際、國(guó)內(nèi)等系列期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇，其中被SCI/EI收錄100余篇。以第一發(fā)明人申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利87項(xiàng)，已授權(quán)和公示35項(xiàng)。獲省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)3項(xiàng)。指導(dǎo)研究生獲得中國(guó)圖象圖形學(xué)學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文，二人次獲得王大珩高校學(xué)生光學(xué)獎(jiǎng)，三人次獲得全國(guó)光學(xué)與光學(xué)工程博士生學(xué)術(shù)聯(lián)賽全國(guó)百?gòu)?qiáng)，獲得中國(guó)圖象圖形學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士論文指導(dǎo)教師、中國(guó)高等教育博覽會(huì)“校企合作 雙百計(jì)劃”典型案例和重慶英才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)示范團(tuán)隊(duì)等榮譽(yù)稱號(hào)。